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我國(guó)硅灰石的資源開發(fā)利用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景
2020-03-27 11:17:08 來源：石灰窯生態(tài)圈
我國(guó)硅灰石的資源開發(fā)利用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景
一、概述
中國(guó)是資源總量豐富的國(guó)家，也是具有自己資源特色的一個(gè)礦產(chǎn)資源大國(guó)，已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)有171種，按探明儲(chǔ)量計(jì)算，中國(guó)有45種優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)，而且有些礦產(chǎn)的儲(chǔ)量相當(dāng)豐富，如稀土金屬、鎢、錫、鉬、銻、鉍、硫、菱鎂礦、硼、煤等均居世界前列，其中稀土、鈦、鎢、鋇(重晶石)、銻、膨潤(rùn)土、芒硝、硅灰石8種礦產(chǎn)儲(chǔ)量更是世界首位，潛在價(jià)值居世界第3位。尤其是涉及石灰產(chǎn)業(yè)中的硅灰石屬于一種鏈狀偏硅酸鹽，具有很高的白度、良好的絕緣性、介電性能和較高的耐熱、耐候性能。硅灰石廣泛地應(yīng)用于陶瓷、化工、冶金、造紙、塑料、涂料等領(lǐng)域。
二、我國(guó)硅灰石的資源狀況
硅灰石在地球上資源分布廣泛， 資源總量估計(jì)在8億t以上，但分布很不均衡。目前僅有20多個(gè)國(guó)家發(fā)現(xiàn)硅灰石礦床，主要分布于亞洲的中國(guó)、印度、哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、塔吉克斯坦和美洲的墨西哥、美國(guó)等國(guó)，探明儲(chǔ)量3億t；我國(guó)和印度是世界上硅灰石資源*豐富的國(guó)家。硅灰石是一種新興工業(yè)礦物，我國(guó)現(xiàn)已成為世界上硅灰石資源和生產(chǎn)第.1大國(guó)。我國(guó)硅灰石礦產(chǎn)資源豐富，儲(chǔ)藏量居世界首位，全國(guó)14個(gè)省、區(qū)有硅灰石產(chǎn)出。探明儲(chǔ)量的礦區(qū)有31處，總保有儲(chǔ)量礦石1.32億噸。從國(guó)內(nèi)分布來看，吉林、江西、黑龍江、河北等地硅灰石礦*多，占全國(guó)的40%；云南、江西、青海、遼寧次之。
1975年在湖北大冶小箕鋪首次發(fā)現(xiàn)硅灰石礦，并*早開發(fā)應(yīng)用。1980年吉林梨樹大頂山硅灰石礦被發(fā)現(xiàn)，于1982年廣州春交會(huì)首次進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。
目前，我國(guó)硅灰石主要礦區(qū)的分布如下：
（一）大型礦區(qū)主要有：
(1) 吉林長(zhǎng)崴子硅灰石有限公司硅灰石礦(已經(jīng)閉坑)
(2) 磐石市吉昌鎮(zhèn)騰飛硅灰石礦
(3) 溧陽市小梅嶺硅灰石、方解石礦
(4) 浙江省長(zhǎng)興縣白象硅灰石礦有限公司
(5) 廣德縣廟西硅灰石礦
(6) 新余茂恒礦業(yè)有限公司
(7) 新余－上高縣月光山硅灰石礦區(qū)
(8) 江西省上高縣月光山硅灰石礦
(9) 平頂山市乾利非金屬材料開發(fā)有限公司魯山縣東銀洞溝硅灰石礦
(10) 靈寶市金源晨光有色礦冶有限公司銀家溝硫鐵礦
(11) 常寧市水底下礦區(qū)
(12) 連州市朝天硅灰石
(13) 廣西賀州市黃田鎮(zhèn)清水塘礦區(qū)硅灰石礦
(14) 云南超微新材料有限責(zé)任公司騰沖縣白石巖硅灰石礦
（二）中型礦區(qū)主要有：
(1) 吉林省梨樹大頂山硅灰石有限責(zé)任公司大項(xiàng)礦礦段
(2) 吉林省梨樹大頂山硅灰石有限責(zé)任公司鐵汞山礦段
(3) 東豐縣鹿圈山硅灰石礦
(4) 湖州市妙西硅灰石礦
(5) 江山市磊豐硅灰石礦
(6) 懷寧縣雷山硅灰石、建筑石料用大理巖礦
(7) 平樂縣恒興硅灰石廠
(8) 文山金山商貿(mào)有限公司文山縣雷家寨硅石礦
(9) 新疆哈密市獨(dú)峰山陶瓷用硅灰石礦
三、硅灰石的性能及用途
硅灰石的英文名稱是wollastonite,它是以英國(guó)化學(xué)家W.H.Wollaston的名字命名的。硅灰石是一種鈣的偏硅酸鹽類礦物，是一種接觸變質(zhì)礦物，天然產(chǎn)出的硅灰石通常呈針狀、放射狀、纖維狀集合體等。理論化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 含SiO251.75%、CaO48.25%。常含鐵、錳、鎂。顏色呈白色,有時(shí)帶淺灰、淺紅色調(diào)。硬度4.5～5.5,密度2.75～3.10g/cm3。完全溶于濃鹽酸。硅灰石無毒、耐化學(xué)腐蝕、熱穩(wěn)定性及尺寸穩(wěn)定良好，有玻璃和珍珠光澤，低吸水率和吸油值，力學(xué)性能及電性能優(yōu)良以及具有一定補(bǔ)強(qiáng)作用。硅灰石應(yīng)用主要在以下幾個(gè)方面：
1、用于生產(chǎn)陶瓷級(jí)硅灰石粉： 、
將低檔硅灰石用于建材是硅灰石應(yīng)用的重要途徑。用硅灰石燒制釉面磚比普通釉面磚可分別可降低素?zé)郎囟�、燒成時(shí)間約150～180℃和23～40h，相應(yīng)可使成本降低16％～23％；用硅灰石燒制的彩色玻璃、彩色玻璃馬賽克等制品，具有較好的光學(xué)和耐堿性能，且產(chǎn)品成本較低。
在陶瓷原料中加入適量的硅灰石粉，可以大幅度降低燒成溫度，縮短燒成時(shí)間，實(shí)現(xiàn)低溫快速一次燒成。大量節(jié)約燃料，明顯降低產(chǎn)品成本；同時(shí)提高產(chǎn)品的機(jī)械性能、減少產(chǎn)品的裂縫和翹曲、增加釉面光澤、提高胚體強(qiáng)度,進(jìn)而提高產(chǎn)品的合格率。
2、用于造紙級(jí)硅灰石粉：
經(jīng)過特殊加工工藝后仍能保持其獨(dú)特的針狀結(jié)構(gòu)，使添加了硅灰灰石粉的白板紙，提高其白度，不透明度（面層遮蓋度），平整度，平滑度，適應(yīng)性，減少定量橫差和紙板濕變形，提高印刷適應(yīng)性，并且可大幅度降低其他各種原材料的使用量，從總體上降低紙制品成本。
3、用于生產(chǎn)涂料級(jí)硅灰石粉：
具有一種良好的補(bǔ)強(qiáng)性，既可以提高涂料的韌性和耐用性，又可以保持涂料表面平整與及良好的光澤度。而且提高了抗洗刷和抗風(fēng)化性能，還可減少涂料與油墨的吸油量并保持堿性，具有抗腐蝕能力�？梢缘玫礁哔|(zhì)量顏色明亮的涂料，并具有良好的均涂性和抗老化性能。使涂料可以得到更好的機(jī)械強(qiáng)度、增加耐久性、增強(qiáng)粘附力和抗腐蝕性能。還有良好的覆蓋率、 附著力。
4、用于塑料橡膠級(jí)硅灰石產(chǎn)品：
具有獨(dú)特的針狀纖維，具有良好的絕緣性、耐磨性，以及較高的折光率。是塑料、橡膠制品較好的填充材料。特點(diǎn)與性能：硅灰石粉可以提高沖擊強(qiáng)度、增強(qiáng)流動(dòng)性以及改善抗拉強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、線性拉伸及模收縮率。
5、用于生產(chǎn)摩擦級(jí)硅灰石粉：
是一種特殊的針狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)硅灰石獨(dú)有的物理機(jī)械效能。大大增強(qiáng)了成品的耐摩擦性、耐熱性。當(dāng)產(chǎn)品填充到里面，可以提高摩擦靈活性與及穩(wěn)定性等特點(diǎn)
6、用于生產(chǎn)建材級(jí)硅灰石粉：
是一種無毒、無味、無放射性等優(yōu)點(diǎn)逐漸取代了對(duì)人體健康有害的石棉，成為新世紀(jì)環(huán)保建材的新原料。經(jīng)過特殊加工工藝后仍能保持其獨(dú)特的針狀結(jié)構(gòu)，使添加了硅灰石針狀粉的硅鈣板、防火板等材料的抗沖擊性、抗彎折強(qiáng)度、耐磨強(qiáng)度均大大提高。在 建筑材料領(lǐng)域，硅灰石將被更加廣泛的應(yīng)用!
7、用于生產(chǎn)制備二氧化硅：
中國(guó)硅灰石資源十分豐富，其特點(diǎn)是偏硅酸鈣含量高，有色雜質(zhì)含量很少，很易與無機(jī)酸反應(yīng)生成沉淀二氧化硅，是一種制備白炭黑的很理想的天然硅原料。其方法分兩種：一種是將硅灰石與酸反應(yīng)后直接固液分離制白炭黑；另一種是將硅灰石轉(zhuǎn)變成硅酸鈉，再酸解中和成白炭黑。
8、用于冶金行業(yè)：
硅灰石在冶金行業(yè)用于冶金保護(hù)渣和連鑄保護(hù)渣，在電焊條中用于電焊條涂料，在無石棉摩擦片及環(huán)保吸附劑等領(lǐng)域都有一定的應(yīng)用市場(chǎng)。可以預(yù)計(jì)，一些新的用途隨著研究的深入將會(huì)不斷發(fā)現(xiàn)。
9、用于補(bǔ)強(qiáng)材料：
硅灰石用做補(bǔ)強(qiáng)材料是利用其結(jié)晶粉體的纖維狀結(jié)構(gòu)性質(zhì)，纖維狀硅灰石粉體在同塑料、橡膠等高分子基體材料均勻混合后，在基體材料中以纖維狀有序分散，纖維結(jié)晶結(jié)構(gòu)的硅灰石粉體在受外力作用時(shí)，能抵抗較大的徑向破壞應(yīng)力，具有較高的熱穩(wěn)定性，對(duì)所制備的復(fù)合材料其力學(xué)性能、老化性能和尺寸穩(wěn)定性具有較好的增強(qiáng)作用。在同等性能要求情況下，可相應(yīng)減少價(jià)格較高的高分子基體材料用量，能顯著降低復(fù)合材料制造成本。目前用硅灰石具有較好增強(qiáng)效果的基體材料有：尼龍6、尼龍66、不飽和聚酯、聚氯乙烯、天然橡膠等。
10、用于超白粉體材料：
硅灰石具有較高的白度，一般能達(dá)到95，*高可達(dá)到102～104，可用做涂料、填料等體系的特白粉體材料，具有吸油量低、易分散、體系貯存穩(wěn)定、涂層流平性好和附著力強(qiáng)等特點(diǎn)，可部分替代價(jià)格昂貴的鈦白；可全部代替滑石粉、沉淀硫酸鋇和氧化鋅等。在美國(guó)，約9％的硅灰石是用于白色半光瓷漆和聚醋酸乙烯乳膠涂料，大約13％用于底漆和封閉底漆。
11、用于生物活性陶瓷粉體材料：
用溶液反應(yīng)—焙燒法制備的高純硅灰石可用作生物活性陶瓷用前驅(qū)體粉體材料，粉體經(jīng)10～20MPa壓力成型、1350℃/4h焙燒得到硅灰石陶瓷，這種陶瓷具有強(qiáng)度高、生物活性好、對(duì)人體無害等特性。如制備的生物陶瓷在體外生物活性評(píng)價(jià)中，能較快地在其表面形成碳酸化羥基磷灰石層，便于植入人體后組織和血管的長(zhǎng)人，從而能加強(qiáng)植入人體材料和周邊組織界面間的結(jié)合強(qiáng)度，加速人體組織的重建及創(chuàng)傷的愈合，生物活性陶瓷可用于人體硬組織(骨骼、牙齒)的修復(fù)。
四、我國(guó)硅灰石產(chǎn)品的生產(chǎn)情況
目前，我國(guó)硅灰石行業(yè)年產(chǎn)量60萬t左右，我國(guó)的硅灰石產(chǎn)量和出口量均位居世界第.1，產(chǎn)品出口到日本、韓國(guó)及東南亞等亞洲國(guó)家和德國(guó)、西班牙等歐洲國(guó)家，出口量25萬t左右，占國(guó)際市場(chǎng)的70%。我國(guó)現(xiàn)有硅灰石礦山加工企業(yè)約100家，分布在吉林、遼寧、浙江和江西等15個(gè)省區(qū)，原礦開采能力超過5萬t/年的礦山企業(yè)主要分布在吉林省梨樹縣和磐石縣、遼寧法庫(kù)和建平、江西新余和上高、云南騰沖、浙江長(zhǎng)興。主要生產(chǎn)企業(yè)有：
（1）浙江省長(zhǎng)興縣白象硅灰石礦有限公司
（2）江西新余硅灰石（集團(tuán)）有限公司
（3）新余市南方硅灰石有限公司
（4）新余市五環(huán)硅灰石有限責(zé)任公司
（5）新余市乾坤硅灰石有限責(zé)任公司下坑里硅灰石礦
（6）新余市蒙峰硅灰石有限責(zé)任公司味塘硅灰石礦
（7）新余茂恒礦業(yè)有限公司
（8）上高縣蒙特英礦纖有限公司里村硅灰石礦
（9）中國(guó)非金屬礦工業(yè)總公司上高礦業(yè)公司月光山硅灰石礦
（10）托克遜縣春祥礦業(yè)有限公司硅灰石礦
（11）科右前旗蚨生礦業(yè)有限責(zé)任公司六合屯硅石礦
（12）科右前旗蚨生礦業(yè)有限責(zé)任公司協(xié)林螢石礦
（13）遼寧天石礦業(yè)有限公司
（14）沈陽海興礦業(yè)有限公司
（15）法庫(kù)縣務(wù)名屯富國(guó)硅灰石礦
（16）法庫(kù)富拉堡硅灰石有限責(zé)任公司
（17）法庫(kù)沈環(huán)硅灰石有限公司
（18）沈陽金崗硅灰石礦業(yè)有限公司
（19）吉林省梨樹大頂山硅灰石有限責(zé)任公司大頂山礦段三礦帶
（20）樺甸市山威硅灰石礦業(yè)有限公司北臺(tái)子硅灰石礦
（21）磐石市環(huán)宇硅灰石開發(fā)有限公司（三采）
（22）磐石市呼蘭鎮(zhèn)錯(cuò)草硅灰石有限公司二采
（23）吉林省梨樹大頂山硅灰石有限責(zé)任公司
（24）磐石市呼蘭硅灰石礦業(yè)有限公司
（25）廣德縣溧徽新型材有限公司廟西石塘岕硅灰石礦
（26）湖北三恩硅材料開發(fā)有限公司谷城柳榆溝硅石礦
（27）谷城縣八達(dá)礦業(yè)有限公司谷城小四方山硅石礦
（28）�？祱蛑魏拥V業(yè)有限公司保康縣祁家洼硅礦
（29）谷城縣盛康鎮(zhèn)金龍礦業(yè)經(jīng)銷部谷城縣洞溝硅石礦
（30）谷城縣宏順礦業(yè)有限責(zé)任公司茨河鎮(zhèn)大發(fā)溝硅石礦
（31）湖北省谷城縣漆樹峪硅石礦
（32）谷城縣和興礦業(yè)有限公司李家坡建筑石料硅灰?guī)r礦
（33）谷城縣中瑞礦業(yè)開發(fā)有限公司南河楊峪硅石礦
（34）谷城源興礦業(yè)有限公司大扒溝硅石礦
（35）湖北正華石材有限公司天坑硅石礦
（36）宜章縣東風(fēng)鄉(xiāng)長(zhǎng)豐硅灰石礦
（37）永興縣大布江鄉(xiāng)江頭村硅鉀長(zhǎng)石礦
（38）連州市嶺南硅灰石新材料有限公司大路邊鎮(zhèn)硅灰石礦
（39）連州市大路邊鎮(zhèn)升泰硅灰石發(fā)展有限公司鴨婆磊礦
（40）桂林瑞峰礦業(yè)有限公司新街戈洞石英砂廠硅石礦
（41）黔西縣谷里鎮(zhèn)梨樹埡硅灰石礦
（42）貴州織金西南水泥有限公司荷花硅石礦
（43）華寧縣盤溪鎮(zhèn)九甸硅石礦
（44）洛南縣恒豐非金屬礦業(yè)有限公司陳澗硅石礦
五、硅灰石的生產(chǎn)技術(shù)研究
硅灰石的選礦工藝有手選、光電選、磁電選、浮選和聯(lián)合選等，其中手選和光電選應(yīng)用*廣泛。但是，此類礦石采用“細(xì)磨－浮選”工藝可以有效地去除方解石，但浮選是濕法工藝，環(huán)境污染較大，而且需要經(jīng)過干燥才能得到硅灰石干粉，不適應(yīng)于處理低品位高鈣硅灰石。隨著對(duì)硅灰石性能的研究不斷深入，近年來硅灰石在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，不僅僅用于提高塑料、冶金、涂料、橡膠等材料的各種力學(xué)性能和物理性能，還被用于生產(chǎn)用途廣泛的膠凝材料，比如摻入到水泥基材料中用于提高水泥基材料的抗拉強(qiáng)度等。
膠凝材料是指自身經(jīng)過一系列物理、化學(xué)作用，或與其他物質(zhì)(如水等)混合后一起經(jīng)過一系列物理、化學(xué)作用，能由漿體變成堅(jiān)硬的固體，并能將散粒材料(如砂、石等)或塊、片狀材料(如磚、石塊等)膠結(jié)成整體的物質(zhì)。
膠凝材料根據(jù)化學(xué)成分不同，可以分為有機(jī)膠凝材料和無機(jī)膠凝材料，石灰、石膏、水泥等工地上俗稱“ 灰”的建筑材料屬于無機(jī)膠凝材料；而瀝青、天然或合成樹脂等屬于有機(jī)膠凝材料。無機(jī)膠凝材料按其硬化條件的不同又可分為氣硬性和水硬性兩類。水硬性是指既能在空氣中硬化，又能在水中硬化的膠凝材料；而氣硬性則是指僅僅只能在空氣中硬化的膠凝材料。隨著近代土木工程的不斷發(fā)展，用于土木工程的無機(jī)膠凝材料，不但品種多，而且用量大，使用面廣，是一類極為重要的土木建筑材料。根據(jù)現(xiàn)代土木工程發(fā)展的需要，無機(jī)膠凝材料的發(fā)展趨勢(shì)，將是在改進(jìn)舊有品種的基礎(chǔ)上，不斷開發(fā)研究多功能、低能耗、經(jīng)久耐用和物美價(jià)廉的新品種。尤其是對(duì)于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域開發(fā)新的具有膠凝特性的材料具有有望成為一種硅灰石新的利用途徑。
硅灰石的產(chǎn)品按照粒徑可以分為塊粒、普通粉、細(xì)粉、超細(xì)粉、針狀粉等。按照生產(chǎn)制備原理可以分為物理法和化學(xué)法。其中，物理制備的方法中常用的是機(jī)械粉碎法�；瘜W(xué)制備方法為煅燒法、燒結(jié)法、熔融法等為主。
高溫焙燒法是利用COa、SiO2的礦物原料或工業(yè)廢料經(jīng)干法混合、破碎后直接高溫焙燒合成。熔融法是利用含鈣、含硅的溶液進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)干燥焙燒所得，具有產(chǎn)品純度高、焙燒溫度低的特點(diǎn)。
硅灰石采用“細(xì)磨－浮選”的濕法工藝是不能生產(chǎn)膠凝材料的，需要采用新的煅燒和生產(chǎn)工藝才能實(shí)現(xiàn)。但是目前針對(duì)煅燒硅灰石研究較少，已有研究主要研究了煅燒硅灰石的抗靜電性能，而針對(duì)煅燒硅灰石生產(chǎn)膠凝材料鮮有相關(guān)研究。
“唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)”技術(shù)中心經(jīng)過多年研究實(shí)踐，發(fā)明了通過高溫煅燒去除過多的方解石得到硅灰石精礦的方法，可以把低品位高鈣硅灰石加工得到硅灰石精礦，既可以得到硅灰石粉還可以得到凝膠材料。
以在高溫煅燒條件下得到煅燒硅灰石為例：硅灰石經(jīng)過煅燒之后纖維長(zhǎng)度變短，表面變光滑，同時(shí)隨著煅燒溫度的增加，硅灰石的純度也在增加。煅燒硅灰石中含有一定量的游離氧化鈣，從而使得煅燒硅灰石具有一定的自膠凝性，同時(shí)在堿環(huán)境下能夠促進(jìn)其膠凝性能，通過比較幾種堿環(huán)境，水玻璃能夠更好的激發(fā)煅燒硅灰石的膠凝性能。相比于未煅燒硅灰石，煅燒硅灰石的纖維增韌作用更加明顯，特別是水泥基材料抗拉強(qiáng)度增加明顯，煅燒硅灰石在養(yǎng)護(hù)180天之后相比較基準(zhǔn)組抗拉強(qiáng)度提高了6.56%，而未煅燒硅灰石才提高了3.97%。硅灰石經(jīng)過煅燒之后介電性能以及介損都發(fā)生了比較大的變化，可以用于制備高介電復(fù)合材料。
通過研究表明，煅燒硅灰石相比于未煅燒硅灰石而言，具有一定的自膠凝性能，同時(shí)對(duì)水泥基材料的抗拉強(qiáng)度有很好的促進(jìn)作用。此外，煅燒硅灰石可用作制備高介電復(fù)合材料。所以，煅燒硅灰石技術(shù)將是未來發(fā)展的重要方向。
六、發(fā)展前景展望
我國(guó)的硅灰石產(chǎn)量和出口量均居世界第.1位。我國(guó)硅灰石行業(yè)年產(chǎn)量已經(jīng)超過70萬t，產(chǎn)品出口到日本、韓國(guó)及東南亞等亞洲國(guó)家和德國(guó)、西班牙等歐洲國(guó)家，出口量近30萬t，占國(guó)際市場(chǎng)的70%以上。我國(guó)硅灰石產(chǎn)品出口的主要市場(chǎng)在歐洲，出口量約20萬噸/年。出口日本及韓國(guó)的產(chǎn)品主要是超細(xì)針狀粉，硅灰石行業(yè)整體盈利狀況較好。由于國(guó)內(nèi)外硅灰石市場(chǎng)需求增長(zhǎng)勢(shì)頭不減，價(jià)格逐步提高，一些國(guó)際大公司高度關(guān)注我國(guó)的市場(chǎng)和資源優(yōu)勢(shì)，試圖以合資、并購(gòu)等方式搶占我國(guó)的優(yōu)質(zhì)硅灰石資源，進(jìn)而壟斷市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)企業(yè)及資源所屬地區(qū)的政策部門，要審慎對(duì)待外資的介入，合理、妥善地利用資源，確保行業(yè)和企業(yè)的健康發(fā)展。
但是，我們也應(yīng)該看到，我國(guó)硅灰石加工和應(yīng)用的總體水平不高，出口產(chǎn)品以精選塊礦和粗加工產(chǎn)品為主，創(chuàng)匯效益不高，加工設(shè)備和加工工藝研發(fā)不深入，深加工能力薄弱，成為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的硅灰石在優(yōu)質(zhì)工程塑料、精細(xì)陶瓷、高級(jí)顏料等行業(yè)廣泛利用的首要制約因素，所以，如何提升硅灰石生產(chǎn)加工設(shè)備的加工精度和生產(chǎn)效率成為本領(lǐng)域的重要問題。
從我國(guó)的硅灰石產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r看，硅灰石作為新興非金屬礦物原料，已渡過了它的初期開發(fā)階段，處于迅速開發(fā)之中。同時(shí),由于加工方法的改進(jìn)，超細(xì)粒物質(zhì)的獲得，潛在的新用途正陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，使硅灰石的用途日漸廣泛。中國(guó)的硅灰石主要消費(fèi)于釉面磚和陶瓷坯料，占硅灰石總消費(fèi)量的 50%以上；其他消費(fèi)領(lǐng)域有塑料、橡膠、涂料、冶金、建筑和石棉代用品等。但硅灰石未來增長(zhǎng)*快的消費(fèi)領(lǐng)域是塑料工業(yè)。
陶瓷作為硅灰石*大消費(fèi)領(lǐng)域，世界上每年約有近一半的產(chǎn)量消費(fèi)于該領(lǐng)域。硅灰石可用于制備各種電瓷、建筑用瓷、日用陶瓷、釉料、色料等。硅灰石可致密陶瓷結(jié)構(gòu)，提高機(jī)械強(qiáng)度，降低濕膨脹系數(shù)，提高坯體強(qiáng)度和壓型質(zhì)量，降低燒成溫度，縮短燒成周期，達(dá)到節(jié)能增效的目的。有專家預(yù)測(cè)，陶瓷工業(yè)用硅灰石的需求量將以5％左右的速度逐年遞增。
目前世界上硅灰石消費(fèi)前景*看好的領(lǐng)域是塑料橡膠工業(yè)特別是工程塑料行業(yè)。硅灰石作為塑料橡膠工業(yè)的填料和補(bǔ)強(qiáng)劑，世界各國(guó)各地區(qū)對(duì)其需求均增長(zhǎng)迅速，這主要是由于塑料在工業(yè)制成品中越來越多地替代金屬部件，特別是汽車工業(yè)部門，生產(chǎn)廠家通過使用環(huán)境友好的塑料零部件可以減少金屬的用量，降低生產(chǎn)成本，減輕車體重量，從而減少燃料消耗，達(dá)到節(jié)能降耗、低碳化。
據(jù)國(guó)外專家預(yù)測(cè)，未來硅灰石應(yīng)用領(lǐng)域所占比例如下：陶瓷工業(yè)及有關(guān)部門6%；涂料、塑料和裝飾材料22%；石棉替代品5%；日常生活絕緣物品用絕緣陶瓷泡沫12%；建筑用絕緣陶瓷泡沫6%；耐火絕緣層陶瓷泡沫2%；鑄造生產(chǎn)用陶瓷泡沫4%；礦渣混凝土砌塊面層涂料3%；造紙生產(chǎn)40%。
從發(fā)展方向看，硅灰石是具有獨(dú)特理化性能的礦物材料，獲得超細(xì)化、納米化、復(fù)合化、高長(zhǎng)徑比的硅灰石產(chǎn)品將是今后發(fā)展的方向。比如：硅灰石超細(xì)粉被稱為“礦物纖維”。據(jù)悉，運(yùn)用先進(jìn)的超細(xì)粉碎技術(shù)，可以將硅灰石粉碎為纖維狀，使其與植物紙漿混合使用進(jìn)行造紙，而無須改變傳統(tǒng)工藝和設(shè)備。專家表示，硅灰石造紙可以生產(chǎn)從普通包裝紙，到高級(jí)銅版紙等各類紙張。這些紙張不再帶有很強(qiáng)的靜電，而且，紙張的性能改善，透明度提高。目前，將硅灰石研磨成超細(xì)粉代替植物紙漿，實(shí)現(xiàn)礦石造紙的云南，現(xiàn)已生產(chǎn)出上千噸優(yōu)質(zhì)紙張。目前，這一重大技術(shù)創(chuàng)新被推廣至陜西、四川、山東等地后，更多的造紙廠可以在造紙時(shí)用礦石取代部分木材。劇測(cè)算，利用硅灰石造紙，還可以提高經(jīng)濟(jì)效益。造紙每使用一噸硅灰石超細(xì)粉，可節(jié)省木材3.6立方米；與采用木漿相比，每使用一噸硅灰石超細(xì)粉，可降低成本100~300元。
所以，在今后的發(fā)展中，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)硅灰石的深加工和新產(chǎn)品的應(yīng)用，擴(kuò)展硅灰石在塑料、摩擦材料、生物活性材料、復(fù)合材料等領(lǐng)域的應(yīng)用。近年來，隨著納米技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)離子尺寸處于納米量級(jí)時(shí)會(huì)表現(xiàn)出表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等，吸引著我們朝著納米級(jí)研究和開發(fā)，以便進(jìn)一步揭示納米硅灰石的性能，使其獲得更加廣泛的應(yīng)用。
據(jù)行業(yè)專家介紹，“十四五”將是非金屬礦行業(yè)難得的發(fā)展機(jī)遇期，要以硅灰石等優(yōu)勢(shì)礦種為重點(diǎn)，拓展新應(yīng)用領(lǐng)域，發(fā)展用于橡塑、造紙、冶金等領(lǐng)域的高長(zhǎng)徑比硅灰石粉、改性硅灰石粉、高性能冶金保護(hù)渣材料等，在新能源、節(jié)能、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、新材料等領(lǐng)域加強(qiáng)生產(chǎn)與應(yīng)用的協(xié)同創(chuàng)新，這無疑將為硅灰石行業(yè)及企業(yè)發(fā)展提供了更加廣闊的發(fā)展空間。
技術(shù)提供：唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán) 技術(shù)中心
文稿編輯：中國(guó)石灰產(chǎn)業(yè)學(xué)會(huì) 孫菲
2020.03.26
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